Свойства материалов, из которых изготовлены гелиопанели, в наибольшей степени определяют их функциональность, долговечность и соответствие заявленным характеристикам. Батареи, собранные из вторичного или низкосортного сырья, работают хуже и служат меньше, поэтому их низкая закупочная стоимость выгоды не приносит.
Коэффициент заполнения ВАХ
Основной показатель качества — коэффициент заполнения вольт-амперной характеристики. Он определяется как отношение реальной мощности панели к гипотетической: чем выше значение, тем меньше потери производительности из-за внутреннего сопротивления материала.
Оценка внешнего вида
О качестве и производительности панели многое говорит её вид. Идеальный вариант — однородные солнечные элементы (solar cells) без заметных дефектов: сколов, трещин и царапин. Любое повреждение означает потери при преобразовании солнечной энергии в электрическую и сокращает срок жизни панели, поскольку жёсткое ультрафиолетовое излучение быстрее разрушает её микроструктуру.
Количество и форма элементов в модуле тоже информативны:
- системы мощностью от 90 Вт, рассчитанные на базисное напряжение 12 В, должны состоять из 36 одинаковых модулей размером не менее 12,5×12,5 см; большее число деталей неквадратной формы обычно означает, что в сборке использованы обломки элементов;
- системы с напряжением 24 В — исключение: в их структуре должны быть детали в виде половин элементов 12,5×12,5 см;
- системы мощностью от 140 до 170 Вт с номинальным напряжением 12 В должны состоять из 36 элементов 15,6×15,6 см.
Число элементов, превышающее рекомендованное, означает большой объём пайки, а значит, повышенный риск короткого замыкания. В сочетании с низкокачественным сырьём такая сборка заметно теряет в надёжности.
Классификация солнечных элементов
Оценку стоит начинать с класса элементов, использованных при производстве: именно их микроструктура определяет срок службы и эффективность.
- Grade A — лучшие показатели: ни сколов, ни царапин, ни трещин. Гладкая поверхность, однородность кристаллического слоя и цвета обеспечивают низкую скорость деградации и коэффициент заполнения ВАХ свыше 0,7. Такие модели обычно показывают мощность выше паспортной и имеют сниженный температурный коэффициент.
- Grade B — коэффициент заполнения от 0,4 до 0,7 из-за визуальных дефектов поверхности. Нарушения структуры ускоряют старение, но в ряде случаев эффективность оказывается сопоставимой с первой категорией, поэтому такое сырьё широко используется.
- Grade C — серьёзные дефекты структуры и поверхности: трещины, сколы, утрата частей конструкции. Стоят недорого, КПД не превышает 15 %. В профессиональном производстве допустимы разве что для систем с небольшим напряжением для зарядки аккумуляторов от 12 до 48 В.
- Grade D — отходы производства элементов. Официально они непригодны для изготовления батарей и подлежат переплавке, но на практике недобросовестные производители вырезают из них целые участки и выпускают маломощное оборудование.
Элементы категорий C и D отличаются относительно большими размерами и значительным весом при эффективности менее 14 %. Особенно опасно применять их в системах с последовательным подключением деталей и высоким напряжением на стороне постоянного тока от модулей (от 100 В): характерные для такого сырья микротрещины могут вызвать «хот спот» и полный выход модуля из строя — температура в зоне повреждения способна всего за 60 секунд подняться до 300 °C и выше.
Отдельные производители используют собственные варианты деления на группы. Одни вводят дополнительную высшую категорию поверх общепринятых A и B, другие ограничиваются двумя группами, и тогда во вторую попадают не только элементы с существенными дефектами, но и отходы, подлежащие утилизации.
Ламинирующая плёнка EVA
Плёнка EVA расположена с лицевой и изнаночной сторон панели и обеспечивает полную герметичность без задержки солнечного света. От её свойств напрямую зависит долговечность оборудования: дешёвые разновидности служат 5–10 лет, качественные — от 25 лет и больше.
По истечении этого срока материал начинает разрушаться под действием атмосферных влияний и ультрафиолета: появляются отслоения, помутнение, желтизна. Герметичность теряется, КПД модуля снижается, а падение производительности может дойти до полного отказа. Отличить плохую плёнку от хорошей по внешнему виду невозможно, поэтому ориентируются на стоимость готового модуля — необычно низкие цены нередко объясняются применением недолговечных разновидностей EVA.
Тыльная плёнка PET
Материал ПЭТ, обычно белого или чёрного цвета, защищает изнаночную сторону панели и герметизирует её. Это термопластичный полимер, ценимый за прозрачность, прочность, химическую инертность и пластичность.
Качественный ПЭТ сохраняет свойства в широком температурном диапазоне — от −40 до +75 °C. В зависимости от толщины слоя изоляции полиэтилентерефталат обеспечивает наибольшее напряжение конструкции (600 или 1000 В), и данные о применённой плёнке должны быть указаны в техническом описании. Чем дешевле материал, тем короче срок службы: выработка заканчивается отслоением, растрескиванием и желтизной, а повреждение ПЭТ ведёт к потере герметичности и работоспособности модуля.
Уровень производителя
- Крупные производства с большим опытом обычно имеют годовой объём не менее 1 ГВт и собственное изготовление комплектующих, ведут научные изыскания и широко используют автоматизированные системы.
- Средняя категория — изготовители, выпускающие солнечные элементы самостоятельно, но слабо задействующие роботизированные технологии.
- Некрупные сборщики составляют основной сегмент рынка: они не инвестируют в собственное производство и собирают панели из готовых комплектующих, закупаемых на стороне.
Таким образом, качество панелей во многом определяется добросовестностью производителя и его внимательностью к выбору поставщиков: комплектующие должны проходить строгий контроль и отбор до начала сборки.